第一节 追寻守恒量——能量
高中物理二 第七章 第1节 追寻守恒量——能量 教案2
7。
1追寻守恒量－能量教学设计二、认识守恒探究方法实验操作：问题1:有两个烧杯，A烧杯和B烧杯.A烧杯中放了一些水,B烧杯是空的.如果将A烧杯中的水倒一些到B烧杯中，这个过程中有没有守恒量？问题2：如何才能证明我们的猜想呢？为了追寻守恒量,首先应使学生认识守恒，知道守恒量的特点和研究守恒量的方法。
在教学的过程中，不是直接告诉学生追寻守恒量的方法,而是通过“天平实验"让大家归纳守恒的特点，并进一步探索寻找守恒量的方法，为后面猜想伽利略理想斜面实验中的守恒量打下基础。
让学生感受到生活中处处有科学思想，而且科学和生活密不可分。
这样的教学设计和安排充分显示了物理学及其研究方法之美。
三、引导探究归纳规律亲身体验：“碰鼻子"实验实验演示：将伽利略原来的设计、装置及操作、论证方法再现出来,让学生们讨论猜想在这个过程中什么量是守恒的。
1.通过亲身体验，吸引了学生的注意力，活跃了课堂气氛，提高了学习的积极性，同时又能引发学生思考：小球上升的高度为什么和初始高度相同，从而进一步激发学生的求知欲。
2.伽利略理想斜面实验在物理学史上具有重要的地位，充分体现了伽利略的科学思想和方法，因此使学生跟踪伟大先驱的足迹，领会他的探究思路,获得从常规教学中得不到的感悟，有助于他们获得认识世界和进行科学研究的板书设计为能体现知识结构、突出重点难点并有审美价值采用以下板书设计：教学过程流程图。
第1节 追寻守恒量—能量(最终)讲解
（1）海浪具有巨大的势能和动能。 （2）防洪，蓄水（增大水的重力势能）。 （3）势能转化为动能，动能转化为电能。 （4）合理开发利用自然资源，增强环保意识。
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巩固练习
追寻守恒量—能量
4.下图是上海“明珠线”某车站的设计方案．由于站台建 得稍高，电车进站时要上坡，出站时要下坡．忽略斜坡的 摩擦力，你能分析这种设计的优点吗？
转化过程中某个量保持不变。我们把这个量叫做能量。
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二、势能、动能
追寻守恒量—能量
提出问题
1.能量在不同的情况下有不同的表现形式，在自然现象和人类活动中， 你所了解的能量有哪些？
归纳总结：动能、势能、电能、化学能、核能、内能、太阳能等
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巩固练习
3.思考与讨论：（1）日本海啸
追寻守恒量—能量
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追寻守恒量—能量
（2）界上最大的混凝土水利工程 • 全长约2309m，坝高185m • 防洪抗灾 • 年发电量达1000亿度
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追寻守恒量—能量
数据说话
起始高度（cm）
终止高度(cm)
h
h1
h2
1
15.0
2
13.0
结论：两次实验中，无论右侧斜面倾斜程度如何，小球所
能到达高度比起始高度略低（很接近）。
产生原因：小球运动中受摩擦阻力和空气阻力。
合理外推（极限思想）：若没有摩擦阻力和空气阻力的存 在，小球将上升到和原来相同的高度。
第一节《追寻守恒量——能量》教案
追寻守恒量——能量教案三维目标知识与技能1.理解动能、势能及能量的概念与意义.2.能独立分析伽利略理想斜面实验的能量转换和守恒关系.3.能列举不同形式的能量可以相互转化并守恒的实例.过程与方法1.体会伽利略分析问题的精妙,学习分析事物本质的方法.2.在列举事例过程中体会费恩曼所说话的深刻内涵,体会转化与守恒的普遍性.情感态度与价值观1.通过动能、势能间的相互转化来研究生活中的物体的运动,培养热爱生活的情趣.2.通过“追寻守恒量”,使学生了解守恒思想的重要性,初步树立能量转化与守恒的观点,学会从物理现象中探求事物本质的科学态度和研究方法.3.通过学习,要善于把实际问题理想化.教学重点理解动能、势能的含义,体会能量转化、守恒的普遍存在性.教学难点培养创新能力,使学生在发现了能量转化、守恒的普遍存在性后,能意识到存在的巨大使用前景.课时安排1课时课前准备多媒体课件、学案、滚摆、单摆.教学过程导入新课实验导入如图所示,一个用细线悬挂的小球从A点开始摆动.记住它向右能够达到的最大高度.然后用一把直尺在P点挡住摆线,看一看这种情况下小球所能达到的高度.这个实验现象说明了什么?它是否说明在小球摆动的过程中某种“东西”是不变的?这种“东西”会是什么?通过本节课的学习,同学们就能理解这一实验现象了.故事导入新华社2000年12月31日和中央电视台2001年元月6日先后报道：在20世纪的最后几分钟里，一项新的多米诺骨牌吉尼斯世界纪录，在北京颐和园体育健康城综合馆和网球馆诞生了.中国、日本和韩国的62名青年学生成功地推倒了340多万张骨牌，一举打破了此前由荷兰人保持的297万张的世界纪录.从电视画面可看出，骨牌瞬间依次倒下的场面蔚为壮观，其间显示的图案丰富多彩，令人惊叹.其中蕴含着一定的科学道理,这就是“多米诺骨牌效应”.该效应产生的能量是十分巨大的.这种效应的物理道理是：骨牌竖着时，重心较高，倒下时重心下降，倒下过程中，将其重力势能转化为动能，它倒在第二张牌上，这个动能的一部分就转移到第二张牌上，第二张牌将第一张牌转移来的动能和自己倒下过程中由本身具有的重力势能转化来的动能之和，再传到第三张牌上……所以每张牌倒下的时候，虽然有部分能量损失，但具有的动能都比前一块牌大，因此它们的速度一个比一个快，也就是说，它们依次推倒的能量一个比一个大.你可以设想一下,如果牌的个数足够多,那么最后一个牌的速度将是怎样的大！场面又是何等的壮观!故事中应用到了动能、势能及其转化.今天,我们就来学习追寻守恒量这节课,学习问题中展示的能量问题,探索其中的奥秘.问题导入“挽弓当挽强,用箭当用长;射人先射马,擒贼先擒王.”这是一首杜甫的诗.跳高运动员总是要充分地助跑才能取得好的成绩.请同学们思考下面的问题:(1)为什么强弓就射得远?跳高运动员是以高度来计成绩的,而他们为什么要提高自己的速度呢?难道速度和高度之间有什么联系吗?(2)这体现了一种什么过程?推进新课一、伽利略斜面实验牛顿是经典力学的奠基人,他提出了三个定律和万有引力定律,但是他没有研究过能量(至少没有深入研究),所以当时人类对自然的认识还很有局限.但在伽利略的实验中,已经有了“能量”的影子.能量概念的形成和发展,始终是和能量守恒定律的建立过程紧密相连的.能量守恒定律的发现告诉我们,尽管物质世界千变万化,但这种变化不是没有规律的,基本的规律就是守恒定律.这一节课我们从一个较高的角度去认识这个问题.教师指导:让一位学生朗读教材开头费恩曼的话,让学生体会能量守恒定律的重要性.活动探究课件展示1:大屏幕投影展示伽利略理想实验的flash模拟动画.问题:1.当小球沿斜面从高处由静止滚下时,小球的高度不断减小,而速度不断增大,说明了什么?2.当小球从斜面底沿另一个斜面向上滚时,小球的位置不断升高,而速度不断减小,说明了什么问题?学生观察交流、讨论并总结:明确：1.说明小球凭借其位置而具有的物理量不断减少,而由于运动而具有的物理量不断增大.2.说明小球凭借位置而具有的物理量不断增加,而由于运动而具有的物理量逐渐减少.课件展示2：利用动画模拟实验,将斜面调整,引导学生观察小球的运动情况.指导学生自己组织语言,描述看到的物理现象.学生通过阅读并观察、讨论、总结:让小球沿一个斜面从静止开始滚下,小球将滚上另一斜面,如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度.减小后一斜面的倾角,小球在这个斜面上仍达到同一高度,但这时他要滚得远些.若继续减小后一斜面的倾角,小球达到同一高度,但滚得更远些.教师设疑：若将后一斜面放平,小球的运动情况将是怎样?引导学生讨论、交流,大胆猜想.参考结论：小球好像“记得”自己的起始高度,但又永远达不到原来的高度,所以将永远滚动下去.点评：教师通过动画展示,让学生感受到“有某一量是守恒的”.教师逐步引导,让学生体会“守恒量”的追寻过程,进一步激发学生的探究意识和学习的欲望.二、物体的动能和势能实验演示：演示滚摆实验和单摆实验,进一步强化,如果没有摩擦和介质阻力,物体好像“记得”自己初始的高度,即某一量是守恒的.引导学生根据以上示例,举出生活中其他关于此种现象的事例.公园里的秋千,游乐园里的海盗船,乒乓球自高处落到水泥地面上后的运动,在没有摩擦和空气阻力的情况下,都能达到一定的高度.这说明,将实际生活中的问题理想化后,确实存在着某一物理量是不变的.通过学生列举实例,让学生体会生活中的普遍规律.教师点评：在物理学中,我们把以上这一事实说成是“有某一量是守恒的”,并把这个量叫做能量或能.通过阅读体会,给出动能与势能的概念,体会动能与势能转化并守恒的普遍存在.教师引导学生认识,伽利略的发现今天看来就是我们学习过的能量转化与守恒的思想.其中与高度有关的量,我们称为势能;与速度有关的量我们称为动能.课件展示实例,指导学生分析物体动能和势能之间的转化情况.滚摆1.视频展示:秋千与海盗船.2.视频展示:滚摆与落下的乒乓球.学生详细分析:讨论总结并由代表发言.阶段小结:1.能量:“有某一量是守恒的”,这个量叫做能量或能.2.势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能.3.动能:物体由于运动而具有的能量叫做动能.视野拓展2004年12月26日，国际标准时间00：58：50，一股压抑许久的“怒气”从印度洋深处狂躁地迸发而出，里氏9.0级(美国地震局测定)地震劈开周围的海水,形成一道道相距百十公里的弧形水幕，以每小时800公里的起始速度排山倒海般向四周袭去……巨浪呼啸，以摧枯拉朽之势，越过海岸线,越过田野，迅猛地袭击着岸边的城市和村庄，瞬时人们都消失在巨浪之中.港口所有设施、被震塌的建筑物，在狂涛的洗劫下，被席卷一空.事后，海滩上一片狼藉，到处是残木破板和人畜尸体.地震海啸给人类带来的灾难是十分巨大的……试查阅有关资料，谈一谈此次海啸中存在哪些能量.例以竖直上抛的小球为例说明小球的势能和动能的转化情况.在这个例子中是否存在着能的总量保持不变?参考解析：竖直上抛运动的小球,首先由动能转化为势能,达到最高点时,动能为零,势能达到最大;在下落时,势能逐渐减小,动能逐渐增大,势能又转化为动能.在小球运动过程中,小球的机械能总量保持不变.点评：本实例探究可以应用受力情况来作分析,亦可根据实际运动情况总结,紧紧抓住高度影响势能,速度影响动能这一关键进行分析.课堂训练如图所示,一根不可伸长的细绳拴着一个小球在竖直平面内摆动,图中a、b、c三点分别表示小球摆动过程中的三个不同位置,其中a、c等高.在小球摆动的整个过程中,动能最大时是在_______点,在_________点势能最大;如果没有空气阻力的影响,小球在a点的动能________(填“大于”“等于”或“小于”)在c点的动能.解析：在小球来回摆动时,动能与势能不停地相互转化但总量不变.在a、c两点时位置最高,势能最大,速度为零,动能为零.在b点时位置最低,势能最小,速度最大,动能最大.答案：b a、c 等于方法总结：在某一过程中,若仅涉及动能和势能的转化,若能判断出其中一种能量正在减小或增大,则另一种能量一定正做相反变化,且一种能量为零时,另一种能量达到最大值.课堂小结1.物体由于位置高度而具有的能量叫做重力势能.对于同一水平面而言,物体被举得越高、质量越大,物体具有的重力势能就越大.2.物体由于运动而具有的能量叫做动能.动能是由物体的质量和速度共同决定的,物体运动的速度越大、质量越大,它的动能就越大.3.动能和势能统称为机械能.动能可以转化为势能,势能也可以转化为动能.在只有重力做功时,动能和势能的相互转化过程中,总的机械能不变.布置作业1.通过各种途径查找资料,了解人类对能量的研究过程.2.在其他自然学科中列举出几个能量转化与守恒的实例;转化与守恒的思想(不仅仅是能量)在生产生活中的实例.(例如水资源)板书设计追寻守恒量一、伽利略斜面实验二、物体的动能和势能1.势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量2.动能:物体由于运动而具有的能量三、追寻守恒量的意义活动与探究课题:能量的应用.内容:古代战争中常用滚木和檑石作为武器来阻止敌人的进攻,你能利用所学的知识说明其中的科学道理吗?这种战术适用于哪种情况?怎样才能使杀伤力更大?为什么?方法:利用动能与势能的转化思想.参考答案：滚木和檑石的重力势能转化为动能,利用其动能来杀伤敌人;这种战术适用于居高防守;提高其高度、增大其质量才能有更大的杀伤力.习题详解解答:做自由落体运动的物体在下落过程中,势能不断减小,动能不断增加,在转化的过程中,动能和势能的总和不变.。
2019-2020学年度人教版必修2 7.1追寻守恒量--能量 教案(1)
高中物理优质课评选获奖教师教学汇报暨“人文·德育”渗透教学研讨公开课教学设计追寻守恒量——能量【教材分析】《追寻守恒量——能量》是人教版高中物理必修第七章第一节的内容。
守恒关系是自然界中十分重要的关系,从中学开始加强学生对守恒关系的认识是十分有益的，因为它是极为重要的物理规律。
根据这种认识，所以本节从追寻守恒量出发，带领同学们一起重温那些先驱们的探索之路，感受他们探索的艰辛和成功的喜悦，并熟悉能量的概念，重新认识能量守恒定律。
这不仅为后续能量的学习奠定了基础，同时通过把这种物理观念和研究方法渗透到学习过程中，让学生从更高的、全新的角度来重新认识身边的物理规律。
【学情分析】学生在初中学习过能量和能量守恒定律的有关知识，了解各种能量间可以相互转化以及机械能守恒的观点，这为本节课的教学奠定了一定的基础，在进行相关问题的探究时，对猜想有了定向。
但是学生对能量守恒定律是如何得出的并不了解，能量守恒定律到底有多大作用，对以后的学习有什么意义，他们并不清楚。
【教学策略】追寻和研究守恒量是物理学的一种重要研究方法。
本节课通过追寻科学家们的探寻之路，学生体会用能量的观点去认识和研究问题，感受探寻科学真理的艰辛和乐趣。
利用实验和对实际案例的交流和讨论去发现能量守恒定律其实离我们很近，就在我们身边，她是我们解决物理问题的一把利器。
【三维目标】一、知识与技能．知道动能、势能的物理意义。
能独立分析出单摆实验中的能量转换和守恒关系。
．领会不同形式的能量可以互相转化、变中有恒的思想。
．理解能量转化与守恒是一种重要的自然规律，激发学生产生用这一规律解决问题的意识。
二、过程与方法．通过了解科学家们探寻能量守恒定律的艰辛过程，体会科学家们探究问题的方法和分析问题的思路，学习他们透过现象分析出事物本质的方法。
．经历对列举事例讨论，学会运用能量的观点分析问题，体会转化与守恒的普遍性。
三、情感态度与价值观．通过“追寻守恒量”,使学生了解守恒思想的重要性,初步树立能量转化与守恒的观点,学会从物理现象中探求事物本质的科学态度和研究方法.．体会大自然的多样性和科学概念的概括性，激发对自然现象的探究欲望和对科学知识的崇尚精神。
追寻守恒量教案1
第一节追寻守恒量【知识和技能】1．了解守恒思想的重要性；2．知道能量慨念的形成过程。
3．知道动能和势能的慨念，了解势能和动能的决定因素。
4．知道势能和动能可以相互转化，且在转化过程中能量守恒。
【过程和方法】1．通过实验观察，让学生感知事物本身存在的规律。
2．学生列举生活中物理现象，进一步体会守恒的基础性、普遍性、重要性。
【情感、态度和价值观】培养学生实事求是的态度，并能依据守恒的思想去解决实际问题。
教学重点追寻守恒量，建立能量概念的过程教学难点追寻守恒量，建立能量概念的过程教学过程一、导入新课老师：能量概念的形成和发展，始终是和能量守恒定律的建立过程紧密相连的。
能量守恒定律发现告诉我们，尽管物质世界千变万化，但这种变化不是没有规律的，基本的规律就是守恒定律。
也就是说：—切运动变化无论属于什么运动形式，反映什么样的物质特性，都要满足守恒定律。
这一节课我们从一个较高的角度去认识这个问题。
教师：“机械能守恒”这个大家并不陌生，请同学说出自己对它的认识？二、新课教学教师：请同学们先自己阅读教材，回答下面的问题。
1．什么叫守恒?2．教材中说：在牛顿之前，伽利略的斜面理想实验已经显现了能量及其守恒的思想，这个实验中什么是不变的?学生的答案可能有很多种，老师注意引导。
教师：演示斜面实验：让学生观察，当小球沿A斜面从入高处由静止滚下时，小球的高度不断减少，而速度不断增大，这说明小球凭借其位置而具有的物理量不断减少，而由于运动而具有的物理量不断增大。
当小球从斜面底沿另一个斜面月向上滚时，小球的位置不断升高，而速度不断减小，说明小球凭借位置而具有的物理量不断增加，由于运动而具有的物理量逐渐减少。
教师：如果斜面是光滑的，当小球到达B斜面的入高度时，速度为零，小球好像“记得”自己起始的高度。
教师：演示滚摆实验和单摆实验，进一步强化，如果没有摩擦和介质阻力，物体好像“记得”自己初始的高度，即某一量是守恒的。
教师：根据示例，请学生自己再举出生活中的事例？游乐园中的海盗船，如果没有摩擦和空气阻力，船在摇摆时都能达到一定的高度．这说明，将实际生活中的问题理想化后，确实存在着某一物理量是不变的。
追寻守恒量——能量教案公开课
追寻守恒量——能量教案精品公开课第一章：引言1.1 课程背景能量是物理学中的核心概念之一，它存在于自然界中的各种现象中。
本课程旨在帮助学生深入理解能量的本质、守恒定律以及能量在现实世界中的应用。
1.2 教学目标通过本章的学习，学生将能够：描述能量的概念及其重要性；解释能量守恒定律的含义；分析日常生活中的能量转化现象。
1.3 教学内容能量的定义与分类；能量守恒定律的解释；能量转化的实例分析。
1.4 教学方法采用讲授法、案例分析法和小组讨论法进行教学。
第二章：能量的定义与分类2.1 教学目标通过本章的学习，学生将能够：明确能量的定义；掌握能量的分类及其特点；理解各种能量形式之间的相互转化。
2.2 教学内容能量的定义及其相关概念；常见能量形式的分类及其特点；能量转化的原理及实例。
2.3 教学方法采用讲授法、案例分析法和小组讨论法进行教学。
第三章：能量守恒定律3.1 教学目标通过本章的学习，学生将能够：解释能量守恒定律的含义；分析能量守恒定律在现实世界中的应用；判断能量转化的合法性。
3.2 教学内容能量守恒定律的表述及其证明；能量守恒定律在自然界中的应用实例；能量转化的合法性判断。
3.3 教学方法采用讲授法、案例分析法和小组讨论法进行教学。
第四章：能量转化的实例分析4.1 教学目标通过本章的学习，学生将能够：分析日常生活中的能量转化现象；理解能量转化的过程及其原理；应用能量守恒定律解决实际问题。
4.2 教学内容日常生活中的能量转化现象；能量转化的原理及其应用；应用能量守恒定律解决实际问题。
4.3 教学方法采用讲授法、案例分析法和小组讨论法进行教学。
第五章：总结与展望5.1 教学目标通过本章的学习，学生将能够：总结本课程的主要知识点；认识到能量在自然界中的重要性；展望能量研究领域的发展前景。
5.2 教学内容本课程主要知识点的回顾；能量在自然界中的作用及其影响；能量研究领域的发展前景。
5.3 教学方法采用讲授法、案例分析法和小组讨论法进行教学。
教学设计17：7.1 追寻守恒量——能量
7.1 追寻守恒量——能量一、教材分析从教材的地位和作用方面来看，本节课主要是观念性教育的内容，目的是对学生进行方法和观念上的教育，使学生了解守恒思想的重要性。
在物理学中，能量的概念是在人类追寻“守恒量是什么”的过程中发展起来的。
所以本节从追求守恒量出发引入能量概念，为能量学习奠定了基础，并把这种物理思想渗透在能量学习的全过程，让学生从更高的、全新的角度来重新认识身边的物理规律。
从教材的内容方面来看，本节课的定位很重要，既不是讲能量守恒定律，也不是讲人们发现能量守恒定律的历史，主要是让学生感受和体会对于守恒量的认识和探究过程，从追寻守恒量的过程中体验能量转化与守恒，同时利用实验和生活中的例子使学生认识到能量转化与守恒的普遍性。
因此，本节课的整体设计思路是认识守恒→分析伽利略理想斜面实验→能量守恒。
本节课意在启迪学生，在学生心中埋下物理守恒思想的种子，注重知识的形成过程、研究方法，重视视学生的体验，所以课堂上我采用了“探究式与体验式”教学模式。
二、学情分析学生在初中学习过能量和能量守恒定律的有关知识，了解各种能量间可以相互转化以及机械能守恒的观点，这为本节课的教学奠定了一定的基础，在进行相关问题的探究时，对猜想有了定向。
能量的概念是伴随人类对能量守恒的认识同步发展起来的，但学生对能量还没有完整的知识网络，尤其对守恒思想的认识不深刻，通过本节课的教学帮助学生逐步的建立这种思想。
三、核心素养通过《追寻守恒量》的探究学习过程，使学生领会寻找守恒量是科学研究的重要思想和方法，树立辩证唯物主义认识论；沿着科学发展的足迹，从追求守恒量出发引入了能量的概念，让学生从更高的、全新的角度来重新认识身边的物理规律。
四、教学目标(1) 了解守恒思想的重要性，认识守恒关系是自然界中十分重要的关系；(2) 理解动能、势能及能量的概念与意义；(3) 通过具体事例使学生对能量守恒有初步了解，并认识到能量守恒定律具有普遍性。
五、重点与难点教学重点观察伽利略理想斜面实验，从理论的角度去寻找出小球运动过程中的守恒量，并用实验进行验证。
追寻守恒量——能量教案公开课
追寻守恒量——能量教案精品公开课第一章：引言1.1 课程简介本课程旨在帮助学生理解能量的概念、能量守恒定律及其在自然界中的应用。
通过本课程的学习，学生将能够掌握能量的基本概念，了解能量的守恒与转化，并应用于解决实际问题。
1.2 教学目标1. 理解能量的概念及能量守恒定律。
2. 掌握能量的转化和守恒在自然界中的应用。
3. 培养学生的观察、思考和解决问题的能力。
1.3 教学方法采用讲授、讨论、案例分析相结合的教学方法，引导学生主动探究、积极思考。
第二章：能量的基本概念2.1 能量的定义1. 能量是物体对外做功的能力。
2. 能量有多种表现形式，如机械能、热能、电能、化学能等。
2.2 能量的单位国际单位制中，能量的主单位是焦耳（J），常用单位有千卡（kcal）和瓦特时（Wh）等。
2.3 能量的分类1. 宏观能量：物体或系统所具有的能量，如机械能、热能、电能等。
2. 微观能量：原子、分子等微观粒子所具有的能量，如核能、量子能等。
第三章：能量守恒定律3.1 能量守恒定律的表述在一个封闭系统中，能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体。
在转化或转移的过程中，能量的总值保持不变。
3.2 能量守恒定律的证明通过实验观察和理论分析，证实了能量守恒定律的正确性。
例如，摩擦生热现象、热机效率等。
3.3 能量守恒定律的意义能量守恒定律是自然界中最基本的定律之一，对于解释和预测自然界中的现象具有重要意义。
第四章：能量的转化与守恒4.1 能量的转化能量可以从一种形式转化为另一种形式，如机械能转化为热能、电能转化为光能等。
4.2 能量的守恒在能量转化过程中，能量的总值保持不变。
例如，一个物体从高处下落，其重力势能转化为动能，但总能量保持不变。
4.3 能量转化与守恒的应用1. 能源的开发与利用：如水力发电、风力发电等。
2. 节能减排：如提高燃料燃烧效率、减少能量损失等。
第五章：案例分析与讨论5.1 案例一：水力发电分析水力发电过程中能量的转化与守恒，讨论其优缺点及在现实中的应用。
2011第一节1、追寻守恒量-能量
在水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之后， 在水平公路上行驶的汽车，发动机熄火之后， 速度越来越小，最后停止。 速度越来越小，最后停止。 （6）柴油的化学能转化为柴油 ） 摆动的秋千，摆幅越来越小，最后停下来。 摆动的秋千，摆幅越来越小，最后停下来。 你用力蹬自行车上一个斜坡。 你用力蹬自行车上一个斜坡。 机的机械能， 机的机械能，再转化为发电机 植物的光合作用 的电能， 的电能，电能又通过电动水泵 用太阳能电池做动力的电动汽车在赛车场上奔 z 转化为水的机械能。 转化为水的机械能。 驰。 用柴油机带动发电机发电，供给电动水泵抽水， 用柴油机带动发电机发电，供给电动水泵抽水， 把水从低处抽到高处。 把水从低处抽到高处。 核电站发电。 核电站发电。 核动力潜艇在深海中加速航行。 核动力潜艇在深海中加速航行。
。（克服摩擦 （1）汽车的动能转化成内能。（克服摩擦、空气阻力 ）汽车的动能转化成内能。（克服摩擦、 等做功） 等做功） （2）秋千的动能和重力势能最后都转化为秋千及空气 ） 的内能。（过程中重力和空气阻力做功） 。（过程中重力和空气阻力做功 的内能。（过程中重力和空气阻力做功） （3）人体内的化学能转化为自行车的动能和重力势能。 ）人体内的化学能转化为自行车的动能和重力势能。 （4）太阳能转化为植物体内的化学能。 ）太阳能转化为植物体内的化学能。 （5）太阳能转化为电能，电能又转化为汽车的动能。 ）太阳能转化为电能，电能又转化为汽车的动能。 （6）柴油的化学能转化为柴油机的机械能，再转化为 ）柴油的化学能转化为柴油机的机械能， 发电机的电能，电能又通过电动水泵转化为水的机械能。 发电机的电能，电能又通过电动水泵转化为水的机械能。 （7）核能转化为电能。 ）核能转化为电能。 （8）核能转化为核潜艇的动能，以及通过克服水的阻 ）核能转化为核潜艇的动能， 力转化为内能。 力转化为内能。
追寻守恒量——能量教案公开课
追寻守恒量——能量教案精品公开课第一章：能量的定义与分类1.1 能量的定义引入能量概念，让学生了解能量的定义。
通过实例解释能量的存在和表现形式。
1.2 能量的分类介绍不同类型的能量，如机械能、热能、化学能、电能等。
让学生了解各种能量的特点和转换关系。
第二章：能量守恒定律2.1 能量守恒定律的表述引导学生理解能量守恒定律的内容。
通过实验或实例演示能量守恒的现象。
2.2 能量守恒定律的应用让学生掌握能量守恒定律在实际问题中的应用。
举例说明能量守恒定律在物理学、工程学等领域的应用。
第三章：能量转换与能量守恒3.1 能量转换的基本原理讲解能量转换的原理，如机械能与电能的转换。
通过实验或动画演示能量转换的过程。
3.2 能量守恒在能量转换中的应用引导学生理解能量守恒在能量转换过程中的重要作用。
通过实例分析能量转换中的守恒关系。
第四章：生活中的能量守恒4.1 生活中的能量转化现象引导学生观察生活中的能量转化现象，如热能转化为机械能。
分析这些现象背后的能量守恒原理。
4.2 节能减排与能量守恒让学生了解节能减排的重要性。
讲解节能减排与能量守恒的关系，引导学生关注环境保护。
第五章：能量守恒在科技中的应用5.1 能量守恒在新能源技术中的应用介绍新能源技术如太阳能、风能等，让学生了解其原理。
分析新能源技术中能量守恒的应用。
5.2 能量守恒在其他科技领域的应用讲解能量守恒在其他科技领域，如航天、汽车等中的应用。
引导学生了解科技发展中的能量守恒原理。
第六章：能量守恒在生物体内的应用6.1 生物体内的能量转换引导学生了解生物体内能量转换的过程，如光合作用。
分析生物体内能量守恒定律的应用。
6.2 食物链与能量守恒讲解食物链中能量的传递和转化。
引导学生理解食物链中能量守恒的作用。
第七章：能量守恒在宇宙中的应用7.1 宇宙中的能量守恒引导学生了解宇宙中能量守恒的原理。
讲解宇宙中各种天体形成和演化的能量守恒过程。
7.2 暗能量与宇宙守恒介绍暗能量的概念及其对宇宙的影响。
2018版高中物理人教版必修2课件：第七章 机械能守恒定律 第1节 追寻守恒量—能量 第2节 功
【学习目标】 1.了解功的概念及历史发展历程,知道功的实质是能量转化的量度. 2.理解功的概念,会用功的公式计算功,知道功是标量,理解功的正负是由力和 位移的方向夹角的余弦值决定,不表示方向. 3.明白分力做功,总功和变力做功的求解方法,再一次体会微元法的处理方法. 4.结合实际生活经验,尝试解释生活中的相关现象,体验物理和实际生活的密切 联系.
〚核心点拨〛 支持力FN与位移的夹角为90°,重力与位移的夹角为90°,摩 擦力与位移的夹角为180°,拉力与位移的夹角为θ.
解析:根据功的概念可知,拉力做功为W=FLcos θ,选项A错误;雪橇受地面 的摩擦力为μ(mg-Fsin θ),所以滑动摩擦力做功为-μ(mg-Fsin θ)L,选项 B错误;重力和支持力的方向为竖直方向,而位移的方向为水平方向,所以支 持力和重力做功为零,选项C错误;雪橇匀速运动,合力为零,合力做功为零,选 项D正确.
探寻基本知识 感悟解题规律 测评学习效果
探寻基本知识·树立物理观念
知识点一 追寻守恒量 【情境导学】 请同学们阅读课本上关于人类追寻自然规律中守恒的量的历史进程,结合自 身感受说说你的认识.
【知识梳理】 1.伽利略斜面实验探究 (1)实验现象:让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个对接斜面, 没有摩擦时,hA=hB,如图所示.
符号 其中F,l,cos α分别表示 力的大小 、位移的大小、力与位移
含义 方向夹角的余弦
符号 单位
F的单位是牛顿,l的单位是米,W的单位是牛·米,即_焦__耳__
2.正功和负功
(1)当α= π 时,cos α=0,则W=0,即力对物体 不做功 .
2
(2)当α< π
时,cos
α>0,则W>0,即力对物体
7.1_追寻守恒量_能量
5．下列现象属于重力势能转化为动能的 是（ ） A．爆竹腾空而起 B．水从高处落下 C．从地面上弹起的皮球 D．在水平地面上匀速行驶的汽车
思 考
竖直上抛的小球的势能和动能如何转换？
竖直上抛出去一个物体，在物体上升过程中， 它的 动 能在减小 势 能在增加;当物体到最 高点时， 势 能有最大值， 动 能有最小值，当 物体开始下降后， 势 能将转化成 动 能，如果 不考虑空气阻力，整个过程中，物体的 机械能 将 保持不变（或者说守恒）。
A．增大动能 B．增大势能 C．增大惯性 D．减小阻力
观 伽利略理想斜面实验 察
小球“记得” 原来的高度
一、伽利略理想实验
小球“记得”原来的高
度
h h
A
B
伽利略理想斜面实验 （斜面均光滑）
分 析
A
h
C B
h
在伽利略斜面实验中，势能和动能是怎样转化的?
A到B：动能增加,势能减少 B到C：势能增加,动能减少
4．关于伽利略的斜面实验,以下说法错误的是 （ A ）
A．无论斜面是否光滑,小球滚上的高度一定 与释放的高度相同. B．实际上,小球滚上的高度会比释放的高度 要小一些. C．只有在斜面绝对光滑的理想条件下,小球 滚上的高度才与释放的高度相同. D．伽利略的斜面理想实验反映了在小球的运 动过程中存在某个守恒量.
小 一、伽利略斜面实验表明 结 “某个量是守恒的”，这个量叫做能量。
二、能量 1、势能：相互作用的物体凭借其位置而具 有的能量。 2、动能：物体由于运动而具有的能量。 三、“追寻守恒量”的意义 1、可行性：物质在运动变化过程中存在守 恒量。 2、重要性：物质在运动变化过程中都要满 足一定的守恒定律。
第七章 机械能守恒定律 第一节 追寻守恒量—能量
2019-2020学年度人教版必修2 7.1追寻守恒量--能量 教案(7)
追寻守恒量--能量一、教材分析➢本节教材选自人民教育出版社全日制普通高中课程标准实验教科书（物理2·必修）第七章《曲线运动》第一节《追寻守恒量》。
➢教材的内容方面来看，本章节主要讲解了能量守恒定律，指出某一个量守恒，称为能量，并在伽利略的理想实验中得到证明。
对于常见的能量形式给出命名。
最后对伽利略实验分析，得到能量转化的关系。
对于能量有个初步的认识，为后面功、势能、动能的学习奠定坚实的基础，也为后面机械能守恒与能量守恒的理解做好准备。
所以本节是本章的开篇，这样的安排有简单到复杂，符合学生的认识规律。
➢从教材的地位和作用方面来看，本章节是力学中的重要概念，也是高一年级物理课程中比较重要的概念之一，是对物体力学认识上的升华，它把运动学和动力学联系在了一起，具有承上启下的桥梁作用，也是学生知识系统中不可或缺的重要组成部分。
在物理学中，能量并不是由功定义的。
能量的概念是在人类追寻“运动中的守恒量是什么”的过程中发展起来的。
能量的概念之所以重要，就是因为它是一个守恒量。
守恒关系是自然中十分重要的概念，从中学开始加强学生对守恒关系的认识是有益的，因为它是极为重要的研究方向。
根据这种认识，所以本节从追求守恒量出发引入能量概念，为能量学习奠定了基础并把这种物理思想渗透在能量学习的全过程。
守恒关系是自然界中十分重要的一类关系，通过本节的学习，加强学生对能量守恒关系的认识，重要是物理学的思想和方法的学习。
二、学情分析【知识基础方面】在学习本节课前学生已经对生活中的能量有了深刻的认识对于伽利略实验有一定了解，这为本节课的探究性学习起到了铺垫作用。
【思维基础方面】高一的学生通过初中科学和第一学期的学习，具有了一定的物理思维方法和较强的计算能力，但接受能力尚欠缺，需要教师正确的引导和启发。
【情感态度方面】在学生的生活经验中，能量转化时常发生，但是有一些认识是错误的这就给学生理解能量守恒带来困难。
三、教学目标【知识技能目标】➢理解能量及动能、势能的概念与意义；➢了解守恒思想的重要性、守恒关系是自然界中十分重要的关系；➢通过具体的事例使学生对守恒观念有初步的认识；【过程方法目标】➢重温一次伽利略的斜面实验，启发大家对守恒思想的认识。
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反方向运动，也可能向同一方向运动．也可能一个运动，而
另一个静止，还可能两物体都静止．
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(3)由W＝Flcos α不难判断，作用力的功与反作用力的功 的特点：没有必然的关系，即不一定一正一负、绝对值相 等．
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2．关于摩擦力的功 (1)静摩擦力做功的特点 ①静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做 功．例：当物体在倾斜的传送带上随传送带一起向上运动
不做功．故选C.
【正确答案】C 【误区警示】本题易直接应用功的公式W＝FLcos α，得
(2)势能：相互作用的物体凭借其 位置 而具有的能量．
(3)在伽利略的理想斜面实验中，小球的 动能 和 势能 可 相互转化．
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二、功 1．功的概念和公式
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物体在力的作用下 沿力方向的位移 发生了 概 念 变化，那么这个力一定对物体做了功． 因 素 (1)力；(2)物体在 力的方向 上发生的位移． (1)力F与位移l同向时：W＝ Fl . 公 式 (2)力F与位移l有夹角α时：W＝ Flcos α . 其中F、l、cos α分别表示 力的大小 、 符号含义 位移大小 、力与位移夹角的余弦． 符号单位 F的单位是 N ，l的单位是 m ，W的单位是 J .
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(1)WFf＝Fflcos (180°－θ)＝－mgl sin θcos θ， (2)WFN＝FNlcos (90°－θ)＝mglsin θcos θ. (3)WG＝Glcos 90°＝0. (4)FN与 Ff的合力与 G等大反向，即物体所受斜面的力对
(2) 由 W ＝ Flcos α 计 算 各 个 力 对 物 体 做 的 功 W1 、
W2、„Wn，然后将各个外力所做的功求代数和，即W合＝W1
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＋W2＋„＋Wn.
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三、作用力、反作用力的功及摩擦力做功特点分析
1．作用力、反作用力做功的特点 (1)作用力与反作用力的特点：大小相等、方向相反，但 作用在不同物体上． (2)作用力、反作用力作用下的物体运动特点：可能向相
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(3)功是过程量，对于做功应明确哪一个力对什么物体在
哪个过程中做功．
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2．功的公式W＝Flcos α的理解 (1)各字母含义： F表示力的大小，l表示力的作用点相对
于地面位移的大小，当力的作用点的位移与物体的位移相同
时，也常常说是物体相对地面位移的大小， α 表示力和位移 的方向间的夹角． (2)公式可表示为 W＝ F·lcos α，表达的物理意义是功等 于沿力 F 方向的位移与力的乘积；公式也可表示为 W ＝ Fcos
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2.正功和负功
功有正负之分，但功是 标量 ( 选 填 “ 标 量 ” 或 “ 矢
量”)，功的正负只表示是动力做功还是阻力做功． 请根据功的公式完成下表 正功和负功的判断
α 的范围 π 0≤ α < 2 π α＝ 2 π <α≤π 2 cos α 的范围 cos α>0 cos α＝0 cos α<0 W 的正负
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(2)根据运动物体的速度方向和受力方 向的夹角判断．例如，人造地球卫星在椭圆 轨道上运行，由如图所示中的a点运动到b点
的过程中，万有引力做负功．因为万有引力
的方向和速度方向的夹角大于90°.
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二、功的计算 1．恒力功的计算 恒力功的计算，可直接应用公式W＝Flcos α，对此公式 有两种理解：
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力所做的总功为负值．由于物体之间有相
对滑动，故两个物体的对地位移并不相
等，互为作用力、反作用力的滑动摩擦力 做功的总和不为零．
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如图所示，B物体在拉力 F的作用下
向左运动，在运动的过程中，A、B之间有相 互作用的力，则对力做功的情况，下列说法
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(1)W＝F·lcos α，即功等于力F与位移在力F方向上的分
量的乘积．
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(2)W＝Fcos α·l，即功等于F在位移方向上的分量与位移 的乘积．
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2．总功的计算
物体受到多个外力作用时，计算合外力的功，要考虑各 个外力共同做功产生的效果，一般有如下两种方法： (1)先由力的合成与分解法或根据牛顿第二定律求出合力 F合，然后由W＝F合lcos α计算．
正确的是
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A．A、B都克服摩擦力做功 B．AB间弹力对A、B都不做功 C．摩擦力对B做负功，对A不做功
D．AB间弹力对A不做功，对B做正功
解析： A 、 B 间的相互作用力 Ff1 与 Ff2 、 FAB 与 FBA 如图所示， A 没有发生位移， Ff2 、 FBA对A不做功， B发生了位移，Ff1做负功，
解析：在上升过程中，空气阻力方向向下，对小球做负
功W1＝Fhcos 180°＝－Fh
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在下降的过程中，空气阻力方向向上，仍对小球做负功 W2＝Fhcos 180°＝－Fh 所以总功应为它们的代数和W＝W1＋W2＝－2Fh. 答案：C
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误区：不分析力的作用过程，乱用功的公式导致错误 【典型例题】 某人爬楼梯步行从一楼到二楼，已知人的
时，静摩擦力做正功；若随传送带向下运动则静摩擦力做负
功；在粗糙的水平圆盘上的物体随圆盘做圆周运动时，静摩
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擦力提供向心力，不做功．
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②一对互为作用力和反作用力的静摩擦力所做的功的总 和等于零．因为物体之间相对静止，没有相对滑动，故两个 物体的位移相同．这对静摩擦力与位移的夹角互补，cos α互 为相反数，所以这对静摩擦力做的功也互为相反数，即总和
(3)重力对物体做的功； (4)斜面对物体做的功是多少？各力对物体 所做的总功是多少？
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解析：物体受力情况如图所示，物体受到重力mg，摩擦 力Ff和支持力FN的作用，物体相对斜面静止，物体相对地面
水平向左匀速移动l，这些力均为恒力，故可用W＝Flcos α计
算各力的功．根据物体平衡条件，可得Ff＝mgsin θ，FN＝ mgcos θ，
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FAB 与 位 移 成 90° 角 ， 不 做 功 ， B 、 C 对 ，
A、D错．
答案：BC
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【题后总结】判断一个力对物体做不做功，做正功还是
负功，关键是看力的方向与物体位移方向间的夹角大小．
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【针对训练】 1.如图所示，物体静止在斜面上，现使物 体随着斜面一起向右匀速运动，通过一段位移s，则( A．静摩擦力对物体做了正功 )
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α·l ，表达的物理意义是功等于位移与沿位移方向的力的乘
积． (3)公式适用条件： W＝Flcos α一般用来求恒力的功．
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3．功的正负判定 (1) 根据力和位移的夹角判断．例如
( 如图所示 ) ，光滑水平面上有一光滑斜面
b，a由斜面顶端静止滑下，b对a的支持力 FN对a 物体做了负功，因为支持力 FN与位 移l之间的夹角大于90°.
(2)两种求总功的方法要依据题目特点灵活运用，可先求
每个力做的功，再求其代数和，即为总功；也可先求几个力 的合力，再求合力所做的功．
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【针对训练】 2.以一定的初速度竖直向上抛出一小球，
小球上升最大高度为h，空气阻力的大小为F，则从抛出到回
到原点的过程中，空气阻力对小球做的功为( A．0 C．－2Fh B．－Fh D．－4Fh )
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体育课上，张明踢足球的作用力大小为100 N，足球在地 上滚动了20米后停止运动．小芳同学这样计算张明对足球做
的功W＝Fl＝100×20 J＝2 000 J．以上功的求法是否正确？
提示：不正确．踢球时的作用力100 N仅在脚与球接触时 间内存在，球在地上滚动前进 20米的过程中张明对它无作用 力，即沿作用力方向的位移不是20 m．所以这种求功的方法
等于零．
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(2)滑动摩擦力做功的特点
①滑动摩擦力可以做正功，也可以做
负功，还可以不做功．如图所示，当将物 体轻轻放在运动的传送带上时，滑动摩擦 力做正功；当传送带不动，物体冲上传送 带时，滑动摩擦力做负功；当物体在地面 上滑动时，地面受到的摩擦力不做功． ②相互摩擦的系统内，一对滑动摩擦
W>0 W＝ 0 W<0
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3.总功的计算 总功的计算有如下方法： lcos α (1)W合＝ F合· 功的 代数和 )．
(α为F合与位移l的夹角)．
(2)W 合 ＝ WF1 ＋ WF2 ＋„＋ WFn( 即总功为各个分力所做
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一、追寻守恒量
1．伽利略斜面实验探究
一个事实：让静止的小球沿一个斜 面滚下，小球将滚上另一个对接斜面， 没有摩擦时，hA＝hB，如图所示．